KR101109832B1 - 지용성 활성 성분의 분말 제형 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연 루핀 단백질 조성물의 매트릭스 중에 지용성 활성 성분, 예컨대 비타민 A를 함유하는 안정한 분말 제형에 관한 것이다.

Description

지용성 활성 성분의 분말 제형{POWDEROUS FORMULATIONS OF FAT-SOLUBLE ACTIVE INGREDIENTS}
본 발명은 지용성 활성 성분을 포함하는 신규한 안정한 분말 제형, 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 신규 조성물은 식품, 음료, 동물 사료, 화장품 또는 약품에 대한 첨가제로서 사용되어 상기 지용성 성분이 상기 적용 형태로 혼입될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 천연 루핀 단백질 조성물의 매트릭스 중에 지용성 활성 성분을 포함하는 안정한 분말 제형에 관한 것이다.
본원에서 사용한 바와 같은 용어 "천연 루핀 단백질"은, 루핀 종자와 같은 천연 산물에서 발견되고 가수 분해에 의해 개질되지 않는 루핀 단백질을 나타낸다. 그러나, 용어 "천연 루핀 단백질"은, 등전점 이후에 침전되고 일반적으로 "재구성된" 단백질로서 공지된 루핀 단백질을 포함하는 것으로 이해된다(국제 특허 출원 제 99/11143 호 및 그 출원에 인용된 참고문헌을 참조한다).
용어 "천연 루핀 단백질 조성물"은, 천연 루핀 단백질 공급원으로부터 수득할 수 있는 천연 루핀 단백질을 포함하는 임의의 조성물을 나타낸다. 상기 천연 루핀 단백질 조성물의 예는 60중량% 내지 90중량%(일반적으로, 단백질 50중량% 내지 96중량%, 전형적으로 약 65중량% 내지 70중량%)의 단백질 함량을 갖는 루핀 단백질 농축액; 및 일반적으로 당해 기술분야에서 약 90중량% 초과의 단백질을 함유하는 단백질 제제로 정의되는 루핀 단백질 단리물이다. 상기 농축액 및 단리물의 잔여 구성물(4 내지 50중량%)은 물 및 오일 외에의, 주로 식물성 섬유이다.
본 발명의 목적을 위해, 약 60 내지 90중량%의 단백질 함량을 갖는 루핀 농축액, 90중량% 초과의 단백질 함량을 갖는 단리물, 및 약 40 내지 60중량%의 단백질 함량을 갖는 단백질 가루가 바람직하다. 단백질 조성물의 공급원으로서 루핀 앤거스티폴리어스(Lupine Angustifolius), 루핀 알버스(Lupine Albus) 또는 루핀 루터스(Lupine Luteus)와 같은 공지된 루핀 종 모두를 사용할 수 있다. 그러나, 루핀 앤거스티폴리어스 및 루핀 알버스에서 유래된 단백질 조성물이 바람직하다.
본원에서 사용된 용어 "지용성 활성 성분"은 지질에서 가용성이고 물에서 불용성 또는 약한 가용성인 임의 생리학적 활성 성분을 나타낸다. 상기 지용성 활성 성분의 예는 지용성 비타민, 즉 비타민 A, D, E 및 K, 및 이들의 유도체, 예컨대 비타민 A 에스터(예, 비타민 A 아세테이트 및 팔미에이트), 및 비타민 E 에스터(예, 토코페롤 아세테이트); 카로티노이드 및 카로티노이드 유도체, 예컨대 α- 또는 β-카로틴, 8'-아포-β-카로티날, 8'-아포-β-카로틴산 에스터(예컨대, 이것의 에틸 에스터), 칸타크산틴, 아스타크산틴, 아스타크산틴 에스터, 리코펜, 루테인, 제아크산틴 또는 크로세틴 및 이들의 유도체; 다중불포화된 지방산, 예컨대 에이코 사펜타엔산, 도코사헥사엔산, 아라키돈산 및 γ-리놀렌산 및/또는 에틸에스터이다. 지용성 활성 성분은 조성물의 전제 중량을 기준으로 약 0.1중량% 내지 약 80중량%, 특히 약 0.5중량% 내지 약 60중량%의 양으로 제형 내에 존재할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양상에서, 신규 제형은 조성물의 전체 중량을 기준으로 약 0.1중량% 내지 약 70중량%, 특히 약 1.0중량% 내지 약 10중량%의 양의 환원당, 예컨대 글루코스, 프룩토스, 또는 자일로스를 부가적으로 함유한다.
상기 제형을 열처리하여 메일라드(Maillard) 형 반응으로 당과 단백질을 가교 결합시킬 수 있다. 또한, 가교 결합은 그 자체 공지된 방법으로 트랜스글루타미나아제와 같은 효소로의 처리에 의해 달성될 수 있다(예, 미국 특허 제 5,156,956 호를 참고). 가교 결합된 제형은 증가된 안정도를 나타내는 것으로 알려졌다.
본 발명에 따라, 지용성 활성 성분 및 천연 루핀 단백질 조성물의 수성 에멀젼을 제조하는 단계, 필요에 따라 환원당을 첨가하는 단계, 에멀젼을 건조 분말로 전환시키는 단계, 및 환원 당이 첨가되는 경우 열처리 또는 가교 결합 효소 처리에 의해 당과 단백질이 가교 결합 되도록 건조 분말을 처리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 신규 제형을 제조할 수 있다.
적합하게는, 본 발명의 방법 중 제 1 단계에서 단백질 조성물은 물 중에 분산된다. 그 후, 지용성 활성 성분이 적합하게는 액체 상태로, 즉 적당한 가온에 의해 및/또는 적절한 용매 중 용액으로서, 단백질의 수성 분산액 속으로 에멀젼화된다. 다르게는, 고체 활성 물질의 현탁액이 밀링(milling)과 같은 적절한 과정에 의해 제조될 수 있다. 선택적으로 과량의 용매 제거 후, 에멀젼은 분무-건조된다. 분무 건조는 통상의 분무 건조, 유동 상-과립화와 조합된 분무 건조(이 기법은 통상적으로 유동화된 분무 건조 또는 FSD로서 공지된다) 기법을 사용하거나, 또는 분무된 에멀젼 소적이 녹말 또는 칼슘 실리케이트와 같은 흡수제의 베드에서 포획되고 연이어 건조되는 분말-포획 기법에 의해 실시될 수 있다. 본 발명의 또다른 양상에서, 신규 제형은 보호성 콜로이드, 예컨대 대두 단백질 또는 가수분해된 대두 단백질로서 작용하는 다른 단백질 또는 가수분해된 단백질을 부가적으로 함유할 수 있다. 상기 부가 단백질은 제형 중 단백질의 전체 양을 기준으로 10 내지 50중량%의 양으로 본 발명의 제형 중에 존재할 수 있다.
최종적으로 추가의 양상에서, 본 발명은 본 발명의 신규 제형을 포함하는 식품, 음료, 동물 사료, 화장품 및 약품에 관한 것이다.
본 발명의 신규 제형은 하나 이상의 단당류, 이당류, 올리고당류 또는 다당류, 트라이글리세리드, 수용성 항산화제, 지용성 항산화제, 규산, Ca-실리케이트, Ca-카보네이트 및 물과 같은 애주번트 및/또는 첨가제를 추가로 함유할 수 있다.
본 발명의 제형 중에 존재할 수 있는 단당류 및 이당류의 예는 사카로스, 전화당, 글루코스, 프룩토스, 락토스 및 말토스이다. 본 발명의 조성물 중에 존재할 수 있는 올리고당류 또는 다당류의 예는 녹말, 개질된 녹말 및 녹말 가수분해물, 예컨대 덱스트린 및 말토덱스트린(특히, 덱스트로스 당량(dextrose equivalent, DE) 5 내지 65의 것), 및 글루코스 시럽(특히, 20 내지 95 범위의 DE의 것)이다. 용어 "덱스트로스 당량"은 가수 분해화 정도를 나타내고 건조 중량을 기준으로 D-글루코스로서 계산된 환원 당의 양으로 측정된다. 천연 녹말은 0에 근접한 DE를 갖는 반면, 글루코스의 DE는 100이다.
적합하게는, 트라이글리세리드는 식물성 오일 또는 지방, 예컨대 옥수수 오일, 해바라기 오일, 콩 오일, 홍화 오일, 유채 오일, 아라키스 오일, 팜 오일, 팜 커넬 오일, 면실유, 또는 코코넛 오일이다.
수용성 항산화제는 아스코르브산 및 이들의 염, 예컨대 아스코르브산 나트륨 등일 수 있다. 지용성 항산화제는 토코페롤, 예컨대 dl-α-토코페롤(즉, 합성 토코페롤), d-α-토코페롤(즉, 천연 토코페롤), β- 및 γ-토코페롤 및 이들의 혼합물; 지방산의 아스코르브산 에스터, 예컨대 아스코르빌 팔미테이트 또는 스테아레이트; 뷰틸 하이드록시 톨루엔(BHT); 뷰틸 하이드록실 아니솔(BHA); 프로필 갈레이트; 또는 t-뷰틸 하이드록시 퀴놀린; 또는 6-에톡시-1,2-다이하이드록시-2,2,4-트라이메틸퀴놀린(EMQ)일 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 설명한다.
실시예 1
분말 비타민 A 제형의 제조:
루핀 앤거스티폴리어스(단백질 함량 96.2%)로부터 루핀 단백질 단리물 62.4g 및 글리세롤 10.9g을 물 230ml에 첨가하였다. 용해가 일어날 때까지 혼합물을 60℃로 가온시켰다. 이러한 용액에, 프룩토스 12.3g을 첨가하고 용액의 pH를 6.5±0.2로 조정하였다. 그 후, 비타민 A 아세테이트(에톡시퀸으로 안정화된 2.1×106IE 비타민 A/g) 49.3g을 매트릭스 용액으로 에멀젼화하고, 60℃에서 60분 동안 혼합물을 교반시켰다. 그 후, 에멀젼의 내부 상은 약 580nm의 평균 입자 크기를 나타냈다. 그 후, 물 약 25ml로 에멀젼을 희석하고 회전 분무 노즐에 의해 약 5℃에서 분무 팬으로부터 Ca-실리케이트 층에 에멀젼 약 300g을 분무시켰다. 이렇게 제조된 비드렛(beadlet)을 체질하여 과량의 Ca-실리케이트로부터 분리하고 건조시켰다. 약 850,000 IEA/g의 비타민 A 함량을 갖는 건조 분말 약 100g이 제조되었다.
실시예 2
열적 가교 결합:
실시예 1에서 제조된 비타민 A 건조 분말을 35분 동안 135℃의 온도에서 교반시켰다. 이렇게 제조된 생성물은 뜨거운 물에서 불용성이고 약 570,000 IEA/g의 비타민 A 함량을 가졌다.
실시예 3
에틸 아포-카로티노에이트 건조 분말의 제조:
a) 루핀 앤거스티폴리어스(단백질 함량 96.2%)로부터 루핀 단백질 단리물 16g을 50℃에서 물 130ml 중에 용해시켰다. 이러한 용액에, 아스코르빌 팔미테이트 1.6g을 첨가하고 수산화나트륨 용액 20중량%를 첨가하여 용액의 pH를 7.5±0.2로 조정하였다.
b) 에틸 β-아포-8'-카로티노에이트 9g, 옥수수 오일 5.5g, 및 에톡시퀸 0.6g을 클로로포름 50ml에 용해시켰다.
c) 상기 b)에서 제조된 에틸 β-아포-8'-카로티노에이트 용액을 45℃에서 30분 동안 상기 a)에서 제조된 용액으로 에멀젼화하였다. 그 후, 에멀젼의 내부 상은 약 280nm의 평균 입자 크기를 나타냈다. 50℃의 감압하에 클로로포름을 증발시키고, 실시예 1의 과정과 유사하게, 녹말 층에 에멀젼을 분무-건조시켰다. 11.4중량%의 에틸 β-아포-8'-카로티노에이트 함량을 갖는 건조 분말 42g이 제조되었다.

Claims (20)

  1. 가교 결합된 천연 루핀 단백질 조성물의 매트릭스 중에 지용성 활성 성분을 포함하는 안정한 분말 제형.
  2. 제 1 항에 있어서,
    루핀 단백질 조성물이, 90중량% 초과의 단백질 함량을 갖는 루핀 단백질 단리물인 제형.
  3. 제 1 항에 있어서,
    루핀 단백질 조성물이, 60 내지 90중량%의 단백질 함량을 갖는 루핀 단백질 농축액인 제형.
  4. 제 1 항에 있어서,
    루핀 단백질 조성물이, 40 내지 60중량%의 단백질 함량을 갖는 루핀 단백질 가루인 제형.
  5. 제 1 항에 있어서,
    90중량% 초과의 단백질 함량을 갖는 루핀 단백질 단리물, 60 내지 90중량%의 단백질 함량을 갖는 루핀 단백질 농축액 및 40 내지 60중량%의 단백질 함량을 갖는 루핀 단백질 가루의 혼합물을 포함하는 제형.
  6. 제 1 항에 있어서,
    지용성 활성 성분이, 비타민 A, D, E 또는 K, 카로티노이드, 또는 다중불포화된 지방산; 비타민 A, D, E 또는 K, 카로티노이드 또는 다중불포화된 지방산의 에스터; 또는 비타민 A, D, E 또는 K, 카로티노이드 또는 다중불포화된 지방산과, 비타민 A, D, E 또는 K, 카로티노이드 또는 다중불포화된 지방산의 에스터와의 혼합물인 제형.
  7. 제 1 항에 있어서,
    지용성 활성 성분이 식물성 또는 동물성 오일 또는 지방인 제형.
  8. 제 7 항에 있어서,
    식물성 또는 동물성 오일이 해바라기 오일, 팜 오일 또는 옥수수 오일인 제형.
  9. 제 1 항에 있어서,
    부가적으로 환원당을 포함하는 제형.
  10. 제 9 항에 있어서,
    환원당이 글루코스, 프룩토스 또는 자일로스인 제형.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제형을 포함하는 식품.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제형을 포함하는 음료.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제형을 포함하는 동물 사료.
  14. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제형을 포함하는 화장품.
  15. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제형을 포함하는 약품.
  16. 지용성 활성 성분 및 천연 루핀 단백질 조성물의 수성 에멀젼을 제조하는 단계,
    에멀젼을 건조 분말로 전환시키는 단계, 및
    열처리 또는 가교 결합 효소 처리에 의해 단백질이 가교 결합되도록 건조 분말을 처리하는 단계
    를 포함하는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제형을 제조하는 방법.
  17. 지용성 활성 성분 및 천연 루핀 단백질 조성물의 수성 에멀젼을 제조하는 단계,
    환원 당을 첨가하는 단계,
    에멀젼을 건조 분말로 전환시키는 단계, 및
    열처리 또는 가교 결합 효소 처리에 의해 단백질이 가교 결합되도록 건조 분말을 처리하는 단계
    를 포함하는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 제형을 제조하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    가열에 의해 조성물을 가교 결합시키는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    가교 결합 효소 처리에 의해 조성물을 가교 결합시키는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    가교 결합 효소가 트랜스글루타미나아제인 방법.
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